ERTMS (II)

Una vez que en el anterior post se ha definido el origen y el objetivo que quiere cubrir el sistema ERTMS, hay que explicar en que consisten los equipos, tanto en los trenes como en la vía que lo componen y como interactuan entre si.

El sistema ERTMS tiene dos componentes fundamentales el GSM-R y el ETCS.

El GSM-R  es el sistema de comunicaciones radio por el que se comunican los trenes con el puesto de mando. No existe comunicación directa de los trenes entre si. Este sistema de comunicaciones es el estándar GSM de telefonía móvil, el mismo sin ninguna diferencia, pero con un rango de frecuencias reservado a nivel europeo. hay que tener en cuenta que cuando se diseño el sistema ERTMS, el GSM era de los mas avanzado en telefonía digital y que su uso permite que gran parte de los componentes utilizados sean comerciales, desde los receptores a las BTS, existiendo únicamente una capa de software especifica.
Este sistema de comunicaciones realiza por un lado las comunicaciones de voz y las de datos, permitiendo la identificación y control de los trenes vía radio, ademas de funciones de comunicaciones avanzadas como llamadas a grupo, llamadas de emergencia, llamadas por zonas y otras aplicaciones similares.

El ETCS (European Traffic Control System) es la parte pura de señalización ferroviaria, compuesto por la parte de vía y la embarcada. Todo el sistema utiliza la información suministrada por el sistema de vía y el equipo de comunicaciones para calcular la velocidad máxima permitida en cada punto y compararla con la del vehículo para reducirla si es necesario. Es un sistema de seguridad de alta disponibilidad, lo que significa que para que el tren se mueva todo ha de funcionar correctamente y tener la información necesaria y ante cualquier duda o defecto, fuerza al sistema a parar el tren.

El equipo de campo o como se llama en el argot, el subsistema via se compone, en la parte puramente de ERTMS de:
LEU (Lineside electronic unit) Equipo electrónico que convierte la información suministrada por el enclavamiento o el RBC en telegramas de información (paquetes de datos con un formato definido) hacia las balizas.
Baliza. Elemento instalado en via que transmite la información al tren por un enlace de radio a corta distancia. Son elementos pasivos que solo activan la emisión cuando reciben la señal correspondiente del captador del tren. Pueden estar conectadas a una LEU si la información que transmiten es variable o si es información fija, estar aisladas, como por ejemplo una baliza que informe de una limitación de velocidad permanente.
RBC Radio blocking center. Solo esta presente en los sistemas de ERTMS de nivel 2, donde conectado con los enclavamientos y el puesto de mando, establece una comunicación vía radio (usando como sistema portador El GSM-R) con cada tren y le va indicando la velocidad permitida en cada punto y las condiciones de la vía.

 
El equipo embarcado es el siguiente:

Antenas. Una en los bajos del tren para recibir la información de las balizas y otra en el techo para la comunicación vía GSM-R.
BTM: Balise transmision module, elemento encargado de traducir los telegramas de balizas y pasarselos al EVC de forma adecuada.
EVC. European vital computer. El corazón de todo el sistema, un ordenador de seguridad, que, con la información de campo y las características del tren, genera la curva de frenado y controla el funcionamiento de los frenos.
Odometro. Sensor instalado bajo el tren que calcula la velocidad del tren en todo momento, para informar al EVC.
DMI. Driver Machine Interface. El «salpicadero» del conductor, donde este recibe la información y acciona los mandos, nada mas ilustrativo que una foto.

imagen de este blog (muy recomendable)

Todo el sistema no es mas que el montaje necesario para que el ordenador de a bordo del tren  (el EVC) sepa hasta donde tiene autorización para circular y en que condiciones, para así calcular la curva de velocidad en cada momento. Sin un sistema de este tipo, ese calculo ha de hacerlo el maquinista, que no tiene información de las caracteristicas de la vía mas allá de si la señal esta en verde o no.

Los tres niveles definidos del ERTMS son tres niveles de prestaciones en función de la calidad de la información que es posible hacerle llegar al EVC.
En el nivel 1, no se dispone de comunicación vía radio entre el EVC y otros elementos, por lo que la información ha de estar toda programada en las balizas y el tren solo recibe información nueva al paso por las balizas. la información de estado de ocupación de la vía y de estado de las señales es generado por el sistema de señalización básico (enclavamientos y circuitos de vía) sobre tramos muy largos, (en AVE de mas de 2 kilómetros)

En el nivel 2, ya tenemos RBC y por tanto la actualización de la información entre tren y puesto de mando es continua y la necesidad de instalar balizas en vía es mucho menor, teniendo menor coste de instalación que el nivel 1 (cuando se diseña sin nivel 1 como sistema de respaldo) y mayor velocidad de respuesta. Es especialmente útil frente al nivel 1 en los tramos mas saturados, ya que, si un tren sale en N1 con la señal en amarillo, ha de circular despacio hasta que al paso por la siguiente baliza se le actualice la información, mientras que en nivel 2 una vez se libere el estado que generaba el amarillo (normalmente un tren por delante) recibe automáticamente la información y puede acelerar antes.

El nivel 3 todavia no esta terminado de desarrollar, ya que implica la eliminación de los sistemas de señalización de seguridad básicos (enclavamientos) que en los niveles anteriores localizan el tren y confía la detección al GPS y al odometro (junto a balizas de reposicionamiento para compensar los errores) y la partición de la vía en pequeñas secciones virtuales, de forma que los trenes circulan a distancia de frenado entre si, la mínima distancia admisible. Al parecer el problema principal para el cierre del estándar de nivel 3 es el aseguramiento del no fraccionamiento del tren, sobre todo en trenes de mercancías.

Las aplicaciones del ERTMS en ADIF